食品包装使用亚微米分辨率的红外特征

因为它介绍了19^th世纪,食品包装取得了很大的进步主要集中在改善食品保护和质量、健康和安全,提供更长的保质期,坚持要求提供更多环境和国际标准。

图片来源:muph / Shutterstock.com

为了解决这些生产需求,各种新材料和加工技术的提高开发生成复杂,薄,多层包装。欧洲杯足球竞彩

多层食品包装一直被使用傅立叶变换红外光谱特征,然而,需要验证这些越来越薄的质量和更多的多层电影发展,制造业和失效分析环境超出了傅立叶变换红外光谱技术的分辨率极限。

海市蜃楼红外显微镜使用光热光谱分析红外光谱(PTIR),提供了一个新的水平的能力提供亚微米红外特征的多层薄膜,同时消除或显著减少样品制备和提高周转时间的数据。

海市蜃楼红外显微镜

海市蜃楼™红外显微镜是一个创新的新系统提供独有的亚微米红外光谱和成像技术在各种各样的应用程序。

使用专有Anasys技术基于光热光谱分析红外光谱学,海市蜃楼打破衍射极限和桥梁之间的差距常规红外显微镜和纳米红外光谱。的海市蜃楼解决了两个红外显微镜领域面临的最大问题:

• 实现亚微米红外空间分辨率(改善超过10倍),而不需要contact-based ATR附件。
• 厚测量样品在反射模式,提供传输质量红外光谱相关行业标准红外光谱数据库。

使用PTIR亚微米红外光谱

光热光谱分析红外光谱(PTIR)克服了红外衍射极限不仅通过结合中脉冲,可调谐激光加热样品。当红外激光的波长激发样品分子振动,发生吸收,从而创建光照效果。

可见激光探针,集中到0.5μm光斑大小,措施通过散射光光照响应,如图1所示。红外激光泵可以通过整个指纹区调在一秒或更少,获得的红外光谱。

PTIR光学,基于非接触式的方法,使其快速和易于使用,同时保持传输质量光谱。除了其高质量的光谱反射模式它使红外测厚样品和不需要薄样品在许多样本类型。这导致大大方便样品制备,提高易用性和更快的周转时间。

由于其独特的工作原理,PTIR可用于传输和反射模式。然而,其操作方法是在反射模式,消除了几个红外显微镜的长期存在的局限性。这为红外社区提供实实在在的利益,包括样品制备,使亚微米光谱最小化。

PTIR一直显示传输质量光谱反射模式跨广泛的样本类型。解析度是显示在图2中,显示反射模式谱多层包装薄膜测量0.5μm分开高度分化的化学指纹表明不同的材料。欧洲杯足球竞彩

图1所示。一种红外脉冲可调,专注于样品。吸收红外光线导致样品加热,在示例创建一个光照反应。可见激光探测器测量光照反应由于红外吸收

解析度多层包装膜的海市蜃楼

七层的海市蜃楼红外显微镜测量执行包装电影商业食品工业中使用。下面的例子突出海市蜃楼的功能和光热光谱分析的红外光谱。不仅传统的传播中光谱通常不能用来测量厚样品因为光线完全吸收或散射传输完成前提前通过样本。因此,光子能量到达检测器。该片层如图2所示。

各种测量进行了海市蜃楼薄截面和块面样本。所有测量在反射模式下拍摄,使用各种技术,包括点光谱,光谱成像和单波长成像。

图2。多层包装薄膜。

线阵列测量多层薄膜

数据在图3中显示了一个93年线阵列光谱(46μm长度)在整个截面的多层聚合物薄膜(光学图像嵌入如图所示)。数据由0.5μm间隔,每个光谱显示收集花了10秒钟。这数据可以用来方便地确定每一层内的电影,通过比较第三方数据库或公司内部红外光谱数据库。海市蜃楼还允许缺陷的检测在电影通过寻找各种光谱差异在一个层。亚微米缺陷很容易检测和化学识别在这些多层电影或在共混聚合物样品。

图3。多层包装薄膜-薄片。反射光谱- 93光谱模式,10秒/频谱。10 co-averages /光谱。0.5μm间距,46μm行数组。数据由g·迈耶斯·m·理查德陶氏化学公司

高光谱成像技术的多层包装薄膜

海市蜃楼提供高光谱快速识别光谱和化学成分的能力在一个广阔的地区。图4突出高光谱成像技术的一个例子,海市蜃楼。左边的图像显示了一个高光谱红外图像在1730厘米¹多层膜的横截面。

中间线阵列光谱图像从蓝框位置选择在高光谱图像。软件内的高光谱的波长分布可视化图像可以改变通过选择不同波数点(用蓝线)光谱。

正确的图像显示了高光谱图像在1545厘米¹在多层膜,显示了聚酰胺层。这张图片显示,只需通过选择这个峰值与蓝线软件。顶部中心高光谱图像突出了红外吸收1470厘米¹,显示多层膜内的层含有聚乙烯链。

图4。包装样本块的脸-多层样品七层。反射模式-高光谱影像1秒/光谱。1扫描/光谱。20 x 85μm大小。1μm间距。图像显示羰基和酰胺二世乐队和CH拉伸乐队

高速点光谱块多层膜

图5中的数据显示反射模式为基础,线阵列点光谱样本块脸上的多层聚合物薄膜(光学图像嵌入如图所示)。

间隔的数据由用户手动识别特定的层。海市蜃楼也独特使高分辨率单波长成像强调样品中的化学分配特定的组件。聚酰胺和干扰系统层提供了高分辨率。

图5。多层包装薄膜、薄片样品显示指纹(a)部分使用反射光谱测量光谱- 10的光谱模式,100扫描/频谱。140秒/频谱。(b)高分辨率、单波长化学图像分辨率为0.5µm显示聚酰胺层1545 cm - 1和干扰系统层在1742 cm - 1。扫描大小是60µm x 20µm。化学成像时间大约是1 min40sec

结论

PTIR消除一些长期存在的局限性为红外显微镜,使亚微米红外光谱和最小化样品制备。海市蜃楼地址无数样本类型与明确的化学特性,使其成为独特的技术,为红外光谱社区提供了一个巨大的进步。

确认

Anasys仪器承认格雷格•迈耶斯博士和陶氏公司的马克•理查德显示包装影片数据的权限。